Tomioka estis nomumita al la Ĝenerala Stabo de la Imperia Japana Mararmeo kiel ĉefo de la Sekcio de Operacioj en oktobro 1940, kaj daŭre servis en tiu kapacito dum la unuaj du jaroj de la Pacifika Milito, dum kiu tempo li malsukcese kontraŭbatalis la atakon sur Pearl Harbor. Li ankaŭ forte kontraŭbatalis la planojn de admiralo Isoroku Yamamoto por la operacio Midway.
, proponante ke Japanio okupu la multe pli strategie gravajn Fiĝiojn kaj Samoan insularojn anstataŭe. Tomioka ankaŭ instigis al fokuso sur la okupo de Port Moresby en Nov-Gvineo, aŭ kiel scenejo por invado de Aŭstralio, aŭ por tiri la amerikan aviad-kompanian floton kiel eble plej for de ĝiaj hejmaj bazoj. Li estis malakceptita, kiam Yamamoto minacis eksiĝi.